Диссертация: ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ФИЛЬТРАЦИИ НЕОДНОРОДНЫХ ЖИДКОСТЕЙ В ПОРИСТЫХ СРЕДАХ
Задачи фильтрации жидкости с твердыми взвешенными частицами (суспензии) в пористой среде встречаются при исследовании различных задач техники.
Дата добавления на сайт: 23 февраля 2025
МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕ-СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
САМАРКАНДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. А. НАВОИ
МЕХАНИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА «ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ»
УДК
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание степени магистра по специальности «Вычислительная математика»
ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ФИЛЬТРАЦИИ НЕОДНОРОДНЫХ ЖИДКОСТЕЙ В ПОРИСТЫХ СРЕДАХ
Специальность: 5А480101 «Вычислительная математика»
ШАИМОВ КОМИЛЖОН МИРЗАКАБУЛОВИЧ
Работа обсуждена и
представлена к защите.
Научный руководитель:
Заведующий кафедрой
д.ф.-м.н., проф. Хужаёров Б.Х.
«Вычислительные методы»
к.ф.-м.н., доц. Абдирашидов А.
Самарканд - 2012
Оглавление
Введение
. Учет динамических факторов в кинетике осаждения (захвата) и освобождения частиц при фильтрации суспензий
.1 Особенности процесса осветления суспензий путем фильтрования
.2 Модифицированные кинетические уравнения осаждения и освобождения твердых частиц суспензии
. Задачи фильтрации суспензии в пористой среде
.1 Решение задачи фильтрации суспензии с заданным скоростным режимом
.2 Решение задачи фильтрации в конечном фильтре с заданным режимом подавлению
. Задачи фильтрации суспензии в пористой среде с учетом динамических факторов
.1 Решение задачи фильтрации суспензии в полубесконечном пласте
.2 Решение задачи фильтрации в конечном фильтре
Заключения
Литература
Приложение
Введение
Задачи фильтрации жидкости с твердыми взвешенными частицами (суспензии) в пористой среде встречаются при исследовании различных задач техники. Известно, что в природе многие жидкости являются неоднородными, т.е. состоять из различного количества компонентов и фаз, свойства которых могут значительно отличаться друг от друга. В частности суспензии состоят из жидкой и твердой фазы, при этом мелкие частицы твердой фазы находятся во взвешенном состоянии в жидкой фазе. При течении таких суспензий наблюдается ряд явлений, которые не наблюдаются при течении однородных жидкостей. За счет взаимодействия частиц твердой фазы с частицами жидкой фазы суспензии приобретают неньютоновские реологические свойства. При движении таких суспензий в пористой среде помимо отмеченных неньютоновских свойств наблюдается еще ряд аномальных явлений. В частности частицы твердой фазы могут осаждается в порах, что приводит к выключению этой поры из процесса фильтрации. В процессах движения суспензий в пористой среде частицы жидкой и твердой фаз находится под воздействием различных сил. Силы давления стремятся протолкнуть осажденные твердые частицы из одних пор в другие. При этом градиент давления должен быть таким, чтобы преодолеть силы сцепления частиц в порах. Таким образом при фильтрации суспензии с образованием осадка существенно влияют на емкостные и фильтрационные характеристики пористой среды.
Для качественного и количественного исследования процессов фильтрации с образованием осадка должны быть созданы эффективные математические модели. Анализ показывает, что разработанные до настоящего времени модели фильтрации суспензии с образованием осадка в пористой среде в той или иной мере описывают основные характерные особенности процесса фильтрации. Небольшой анализ некоторых моделей фильтрации суспензии с образованием осадка приведен в первом параграфе данной работы. В работе [1] рассмотрено особенности процесса осветления суспензий путем фильтрования. В [1] модель не учитывает диффузионный перенос вещества в пористой среде. Кроме того, кинетика осаждения и отрыва частиц в поровом пространстве определяется от характеристик насыщения порового пространства - концентрациями взвешенных частиц в жидкости и осадка. В [12] предлагаются модифицированные уравнения кинетики процесса осадка частиц, учитывающие динамические факторы. Однако в достаточном объеме задачи фильтрации с образованием осадка для этой модели, ещё не исследовались. Кроме того, численные методы решения этих задач также не отработаны достаточно хорошо. Поскольку модель состоит изсистему нелинейных дифференциальных уравнений, разработка эффективных численных алгоритмов решения задач является важным элементом исследования этой модели. При этом имеется в виду метод конечных разностей, как наиболее универсальный и широко используемый метод решения дифференциальных уравнений. Исходя из сказанного можно заключить, что исследование моделей фильтрации суспензии с образованием осадка с учетом предельного градиента давления и разработка эффективных численных алгоритмов реализации этих моделей является актуальной задачей.
Целью данной работы является исследование задач фильтрации суспензии с образованием осадка с учетом динамических факторов и разработка эффективных численных алгоритмов решения этих задач. В соответствии с этой целью в работе ставятся следующие задачи:
ѕ постановка начально-краевых задач фильтрации суспензии с нового кинетического уравнения, учитывающие динамических факторов для различных режимов течения;
ѕ построение конечно-разностных аппроксимаций поставленных задач и исследование устойчивости разностных задач;
ѕ определение алгоритмов решения задач, составление программ расчетов на ЭВМ и получение численных результатов;
ѕ анализ результатов и разработка выводов и заключений.
Объектом исследования являются насыщенные однородной и дисперсной жидкостью пористые среды.
Методика исследования.
Для составления моделей фильтрации суспензии с образованием осадка используются классические закон механики, в частности, закон сохранения массы взвешенных твердых частиц в элементарном объеме. При составлении систем уравнений используется также кинетическое уравнение изменения насыщенности пористой среды осевшими частицами, обобщенный закон Дарси. Для решения системы уравнений используется метод конечных разностей с проверкой устойчивости метода. При анализе результатов принимается во внимание физическая сущность изменения расчетных параметров. На полученные новые явления даются соответствующие физические интерпретации.
В процессе выполнение работы соискатель собрал необходимые сведения о моделях фильтрации суспензии с образованием осадка и о численных методах решения задач. Собранный материал был обобщен, на основе этого определены задачи и предмет исследования.
Научная новизна исследований.
В работе на основе общего уравнения баланса, модифицированного кинетического уравнения и обобщенного закона Дарси написана система уравнений фильтрации суспензии с образованием осадка. Поставлен и решен ряд задач для этой системы уравнений. Установлено влияние параметров, характеризующие осаждении и освобождении частиц в порах, а также градиента давления на характеристики фильтрации.
Работа состоит из введения, три параграфов, выводов и заключений, списка литературы и приложения.
В первом параграфе дается краткий анализ моделей фильтрации суспензии с образованием осадка. Рассматриваются особенности процесса осветления суспензий путем фильтрования. Затем на основе [12] дается модифицированные кинетические уравнения, учитывающие динамические факторы.
В отдельном параграфе решена задача фильтрования суспензии в пористой среде, на основе кинетического уравнения без учета динамических факторов. Затем та же задача решена в конечном фильтре. Задачи решены численно конечно-разностным методом. Определены профили концентраций взвешенных частиц в жидкости, осадке и градиента давлении.
Решение задачи фильтрации суспензии в пористой среде на основе кинетического уравнения с учетом динамических факторов даны в параграфе 3. Определены профили концентраций взвешенных частиц в жидкости, осадке и градиента давлении для различных исходных данных.
На основе полученные результатов разработаны выводы и заключения.
В конце диссертации программы расчетов решений задач приведены в качестве приложения.
По материалам диссертации опубликована следующая работа:
Махмудов Ж.М., Пардаев А.И., Шаимов К.М.Численное решение задачи фильтрации суспензии в пористой среде // Труды научной конференции “Проблемы современной математики”, 22-23.04.2011. г.Карши. С.431-434.
алгоритм задача уравнение фильтрация суспензия
§1. Учет динамических факторов в кинетике осаждения (захвата) и освобождения частиц при фильтрации суспензий
В данном параграфе сначала на основе [1] рассмотрим особенности процесса осветления суспензий путем фильтрования. Затем дадим обобщение кинетики процесса осаждения (захвата) твердых частиц суспензии, а также их освобождения, учитывающее динамические факторы.
.1 Особенности процесса осветления суспензий путем фильтрования
Процесс осветления суспензий можно отнести к классу сорбционных (в широком смысле) процессов. При фильтровании суспензий обычно происходит отложение слоя твердых частиц суспензии на поверхности фильтра, а также их проход в поровое пространство фильтра и осаждение (захват, задержка). Обычно изучение роста слоя осадка на поверхности фильтра приводится к отдельному классу задач - к задачам типа Стефана и Веригина. Процесс же фильтрационного осветления суспензий внутри слоя загрузки (фильтра) может быть описан математическими моделями, подобными сорбционным.
Характерной особенностью процесса фильтрационного осветления суспензий является взаимодействие кинетики осветления и гидродинамических условий фильтрации. Осаждение твердых частиц суспензии в порах фильтра изменяет фильтрационного-емкостные свойства фильтра, т.е. пористость и проницаемость претерпывает существенные изменения за счет изменения степени заполнения порового пространства. При постоянной скорости фильтрования это приводит к росту локальных физических скоростей суспензии, а также локальных и общего градиента давления в фильтре. При постоянном перепаде давления на фильтре можно наблюдать снижение общей скорости фильтрования и локальных физических скоростей в фильтре. В свою очередь, изменение гидродинамических условий фильтрования приводит к изменению кинетики осаждения и освобождения твердых частиц суспензии в поровом пространстве фильтра.
Для описания процессов осаждения частиц обычно применяются различные феноменологические подходы. В частности, кинетика осаждения твердых частиц представляется в виде дифференциальных уравнений, учитывающих различные физические особенности осаждения и освобождения твердых частиц в поровом пространстве фильтра.
В [2] уравнение кинетики представлялось в форме

где ρ - концентрация осадка, с- концентрация суспензии в жидкой фазе, α, β -постоянные.
В этой модели кинетики сделана попытка учесть улучшение эффективности массопереноса из-за увеличения удельной поверхности загрузки при образовании осадка. Отметим, что этот эффект, получивший в литературе название «зарядка», присущ именно фильтрованию суспензий и связан с изменением не только геометрии пористого пространства вследствие кольматации, но и ζ-потенциала поверхности (при фильтровании жидких сред) [1].
Для описания динамики осветления суспензии широко применяются модели [3-6], которых в обобщенном виде можно представить как [1]

где







Система (1.2) записана в предположении, что суспензия является однокомпонентной, а образующийся осадок однороден. В уравнении баланса в системе (1.2) опущен член

Уравнение изотермы следует из уравнения кинетики системы (1.2) при условии


и описывает равновесие в системе, являющееся сугубо динамическим, когда скорости отрыва и прилипания частиц равны. В динамике фильтрования суспензий равновесие зависит не только от свойств дисперсной фазы и загрузки, но и от гидродинамических условий и геометрических характеристик (порозность, форма частиц и т.п.). Поэтому изотерма фильтрации (1.3) не может быть рассчитана из статического опыта; она является динамической характеристикой [1].
В зависимости от использования кинетических уравнений модели фильтрования могут быть линейными или нелинейными.
В линейной модели фильтрования в (1.2) принимается


где

Модель фильтрации состоит из уравнения баланса и кинетики (1.2) с (1.4). В модели предполагается, что каждая частица, осевшая на поверхности пористого слоя, может оторваться независимо от концентрации осадка. Очевидно, что такое предположение справедливо лишь для осадков, образующих на поверхности загрузки монослой из частиц суспензии. Кроме того, полагается, что любая частица имеет равную вероятность отрыва независимо от места адгезии. Это предположение опровергается последними данными о структуре потока в пористом слое.
В нелинейной модели фильтрования [5] полагается, что


где

В моделях безотрывного фильтрования полагается, что




в модели Шехтмана [3]

где


Характерной особенностью всех этих моделей является существование концентрации осадка


В моделях (1.6), (1.7) учитывается формирование в пористом слое невымываемой части осадка, но не учитывается образование вымываемой части, что несомненно доказано экспериментально [7].
Осадок в пористом пространстве глобулярной структуры фильтра имеет две формы - вымываемую и невымываемую. Соответственно зоны фильтра назовем активными и пассивными. Активные зоны, омываемые струйной составляющей потока, формируют вымываемый осадок с концентрацией




где


Степень вымываемости осадка характеризует величина

При фильтровании суспензий уравнение кинетики необходимо записывать для обеих зон: активной и пассивной. Приведем такой подход в соответствии с [1]. Уравнение кинетики для вымываемой формы осадка

совпадает с линейной моделью фильтрации (1.5). Кинетика образования невымываемой формы осадка описывается уравнением

и аналогична моделям безотрывного фильтрования (1.6). Изменение

В [1] описан процесс старения осадка пассивной зоны. В соответствии с этим описанием пока объем пассивной зоны не заполнен, каждая частица, подошедшая к ее границе, переходит в невымываемый осадок. Если же зона заполнена, то вероятность такого перехода меньше единицы. Обозначим вакантную часть поверхности через






Следовательно, в начале формирования осадка






Старение осадка влияет на кинетику в интервале



Уравнение баланса

замыкает систему динамики осветления, которое при кольматации фильтра обычно решается при условиях


Решение уравнения получено сначала для малых времен. Основной вывод для этого диапазона времени заключается в том, что на достаточно коротких слоях можно наблюдать активных зон еще до того, когда начнет «ухудшаться» кинетика пассивных зон. Решение получено также при предположении отсутствия активной составляющей скорости формирования осадка.
1.2 Модифицированные кинетические уравнения осаждения и освобождения твердых частиц суспензии
Рассмотренная в §1.1 модель не учитывает диффузионный перенос вещества в пористой среде. Кроме того, кинетика осаждения и отрыва частиц в поровом пространстве определяется от характеристик насыщения порового пространства - концентрациями








где в указанных работах под






Напишем уравнение кинетики [1] с учетом динамических факторов. Сначала кинетическое уравнение представим в виде

Первый член справа в (1.12) учитывает, как отмечалось в §1.1, эффект «зарядки» фильтра, характеризующий улучшение эффективности массопереноса из-за увеличения удельной поверхности зарядки при образовании осадка.
Второй член справа (1.12) соответствует нелинейной модели фильтрования [5].
Когда в уравнении кинетики (1.12) образование осадка в пассивной зоне принимаем в соответствии с моделями безотрывного фильтрования, получаем следующее




Первый член в правой части (1.13) соответствует модели Айвеса [6], а в (1.14) - модели Шехтмана [3].
Кинетические уравнения (1.13), (1.14) необходимо рассматривать совместно с уравнением баланса, которого в одномерном случае с учетом диффузионных эффектов запишем в виде

где



Если гидродинамический поток создается не с заданной скоростью фильтрации



где


получаем

где

Для конечного фильтра длиной




В соответствии с [8-11] кинетические уравнения (1.12), (1.13), (1.14) с учетом динамических факторов в работе [12] записываются в виде



где


Уравнения (1.20), (1.21), (1.22) учитывают динамические факторы, что представляют модификации уравнений (1.12), (1.13), (1.14), соответственно.
§ 2. Задачи фильтрации суспензии в пористой среде
В этом параграфе решаются задачи фильтрации суспензии в пористой среде на основе предложенной в 1.2 модели.
2.1 Решение задачи фильтрации суспензии с заданным скоростным режимом
Рассмотрим полубесконечный однородный пласт с первоначальной пористостью





Система уравнений фильтрования суспензий с заданным скоростным режимом, без учета динамических факторов, состоит из уравнения баланса и кинетики. Рассмотрим несколько вариантов системы уравнений, различающихся между собой уравнением кинетики.
I вариант. Система уравнений состоит из (1.15) и (1.12). Тогда в одномерном случае она представляется в виде [13]


Начальные и граничные условия имеют вид

Для решения задачи (2.1) - (2.2) применим метод конечных разностей [14]. В области






Вместо функций





Первое уравнение системы (2.1) аппроксимируется на сетке


Разностная схема для второго уравнения системы (2.1) будет иметь вид:

Начальные и граничные условия (2.2) также представляются в сеточном виде












где


Разностная схема (2.3) приведена к системе линейных алгебраических уравнений (СЛАУ)



где




Схема (2.4) представляется в виде



Где


Систему (2.6) решаем методом прогонки при известных




где




Из граничного условия имеем



Вычисления проводятся в следующей последовательности. Согласно (2.7) определяются значения
































II вариант. Система уравнений состоит из (1.15) и (1.13)


В этом варианте уравнение кинетики системы (2.10) после аппроксимация принимается, как в (2.7), в виде



где


Результаты численных экспериментов представлены на рис. 2.5-2.6. В этом варианте, как и в предыдущем, с увеличением параметра





III вариант. Система уравнений состоит из (1.15) и (1.14)


В этом варианте кинетическое уравнение аппроксимируется аналогично (2.11), а




Результаты численных экспериментов представлены на рис. 2.7 - 2.8. Сравнивая 1 и 2 случаи рис.2.8 можно сказать, что при увеличении значений параметра




2.2 Решение задачи фильтрации в конечном фильтре с заданным режимом по давлению
Здесь рассматривается задача для конечной области с граничным режимом по давлению.
В однородный пласт длины l, пористостью







Таким образом, для определения неизвестных




I вариант. Система уравнений состоит из (1.15), (1.12), (1.16), (1.18)






Система решается при условиях (2.14) методом конечных разностей.
В области


где T - максимальное время, в течение которого исследуется процесс, I, J - количество точек деления сетки.
Последнее уравнение системы (2.15), когда коэффициент фильтрации



Сеточное решение, определенное в точках



где

Условия (2.14) для давления принимают вид:

Схема (2.17) также приводится к СЛАУ



где




Решая систему уравнений (2.19) методом прогонки определяется давление на (


Затем по схеме (2.7) вычисляются


Первое уравнение системы (2.15) аппроксимируется на сетке


Схема (2.22) приводится к СЛАУ и решается методом прогонки при известных значениях


Результаты численных расчетов представлены на рис.2.9 - 2.11. Из этих рисунков видно, что с увеличением времени в одних и тех же точках пласта значения




Рис. 2.9. Профили








Рис. 2.10. Профили










Рис. 2.11. Профили концентраций




















II вариант. Система уравнений состоит из (1.15), (1.13), (1.16), (1.18)






Эта система решается при начальных и граничных условиях (2.14). Для определения сеточных значений




Результаты численных расчетов представлены графически на рис.2.12, 2.13. Увеличение параметров


Рис. 2.12. Профили








Рис. 2.13. Профили









III вариант. Система уравнений состоит из (1.15), (1.14), (1.16), (1.18)






Эта система также решается при условиях (2.14). В этом варианте




Результаты численных расчетов представлены на рис.2.14, 2.15.
Из рисунков можно видеть, что при увеличение значения параметра






Рис. 2.14. Профили








Рис. 2.15. Профили









§ 3. Задачи фильтрации суспензии в пористой среде с учетом динамических факторов
В этом параграфе решаются задачи фильтрования суспензии в пористой среде на основе новых кинетических уравнений, которые учитывают динамические факторы (уравнения (1.20) - (1.22)).
3.1 Решение задачи фильтрации суспензии в полубесконечном пласте
Объектом исследования, как и в параграфе 2.1, является полубесконечный однородный пласт.
Система уравнений фильтрования суспензий с заданным скоростным режимом с учетом динамических факторов, состоит из уравнения баланса, уравнения кинетики и закона Дарси.
Рассмотрим несколько вариантов системы уравнений, различающихся между собой уравнением кинетики, как в 2.1.
I вариант. Система уравнений состоит из (1.15), (1.20) и (1.16):





Начальные и граничные условия имеют вид:

Для решения задачи (3.1) - (3.2) применим метод конечных разностей.
Первое уравнение системы (3.1) аппроксимируется на сетке


Эта схема может быть представлена в виде



Здесь


где


Из третьего уравнения системы (3.1) определим


Аппроксимируя (3.5) получим

Вычисления проводятся в следующей последовательности. Согласно (3.6) определяются значения












Рис. 3.1. Профили












Рис. 3.2. Профили














Рис. 3.3. Профили














Рис. 3.4. Профили














Если при











II вариант. Система уравнений состоит из (1.15), (1.21) и (1.16), т.е.





В этом варианте уравнение кинетики системы (3.7) после аппроксимации приобретает (как в (3.4)) вид



Здесь


где


Вычисления проводятся, аналогично предыдущему варианту. Только для определения







Рис. 3.5. Профили













Рис. 3.6. Профили















Рис. 3.7. Профили















относительному уменьшению значений



III вариант. Система уравнений состоит из (1.15), (1.22) и (1.16), т.е.





Второе уравнение этой системы аппроксимируется аналогично (3.8), а




где


Результаты этих расчетов представлены на рис.3.8 - 3.10. Сравнение рис.3.8 с рис.3.9 (1 случай) показывает, что увеличение значения параметра








Рис. 3.8. Профили











Рис. 3.9. Профили













Рис. 3.10. Профили













3.2 Решение задачи фильтрации в конечном фильтре
Здесь рассматривается задача для конечной области с граничным режимом по давлению, как в 2.2. Аналогично рассмотрим следующие варианты, зависящие от вида кинетического уравнения.
I вариант. Система уравнений состоит из (1.15), (1.20), (1.16), (1.18)







Начальные и граничные условия записываются как (2.14):


Первое уравнение системы (3.11) аппроксимируется как (2.22), второе - (3.4), 3-ое - (2.21) и 4-ое уравнение как (2.17).
Последовательность расчета - как в параграфе 2.2. Сначала решая систему (2.19) определяются значения градиента давления, затем по схеме (3.4) вычисляется




II вариант. Система уравнений состоит из (1.15), (1.21), (1.16), (1.18)







Система решается методом конечных разностей при условиях (3.12). Последовательность расчета - как в первом варианте, только при определения

III вариант. Система уравнений состоит из (1.15), (1.22), (1.16), (1.18)







Здесь при определения

Результаты численных расчетов представлены на рис.3.11 - 3.14 для I варианта, на рис.3.15 - 3.17 для II варианта, на рис.3.18 - 3.20 для III варианта.
В отличие от результатов, которые приведены в параграфе 2.2, здесь исследуется роль параметров






Рис. 3.12. Профили












Рис. 3.13. Профили












Рис. 3.14. Профили












Рис. 3.15. Профили













Рис. 3.16. Профили















Рис. 3.17. Профили













Рис. 3.18. Профили











Рис. 3.19. Профили













Рис. 3.20. Профили













Заключение
1. Поставлены начально-краевых задач фильтрации суспензии с нового кинетического уравнения, учитывающие динамических факторов для различных режимов течения.
. Численно решены задачи фильтрации суспензии в пористой среде с использованием обобщенного кинетического уравнения. Установлены закономерности влияния различных параметров уравнения переноса и кинетического уравнения на распределение концентрации взвешенных и осевших твердых частиц, градиента давления.
. Решены задачи переноса вещества в пористой среде с использованием кинетического уравнения, учитывающего динамические факторы, в полубесконечной и конечной пористой среде с заданными режимами по скорости фильтрации и давлений на концах фильтра. Установлено, что в рамках принятых феноменологических допущений учет динамических факторов приводит к усилению суффозионных и ослаблению кольматационных эффектов. Это, в свою очередь, изменяет характер распределения концентрации взвешенных и осевших твердых частиц - концентрационные профили твердых взвешенных и осевших частиц продвигаются более интенсивно в направлении переноса, значения концентрации осевших твердых частиц относительно уменьшаются.
Литература
1. Веницианов Е.В., Рубинштейн Р.Н. Динамика сорбции из жидких сред. - М.: Наука, 1983. - 237 с.
. Радушкевич Л.В. Природа вторичных процессов при фильтрации аэрозолей. Сообщ. 1. Простейшая теория соосаждения частиц в фильтре и кинетика кольматации // Изд. АН СССР. Сер.хим., 1963, № 3. С. 407-414.
. ШехтманЮ М Фильтрация малоконцентрированных суспензий - М: Изд-во АН СССР 1961 - 212 с(13)
. Минц Д.М. Кинетика фильтрации малоконцентрированных водных суспензий на водоочистных фильтрах // ДАН СССР, 1951. Т. 78, № 2. С. 315-318.
. Веницианов Е.В., Рубинштейн Р.Н., Сенявин М.М. О возможности распространения теории динамики сорбции на расчет осветления воды зернистыми фильтрами // ДАН СССР, 1970. Т. 195, № 3. С. 658-661.
. IvesK.J. Simulationoffiltrationonelectronicdigitalcomputer // J. Amer. Water Works Assoc., 1960. V. 52, N. 7. Pp. 933-939.
. Mints D.M. Modern theory of filtration. - In: Inter. water supply congr. Barselona, 1966.Sp. sub.N 10. 32 p.
. Хужаёров Б Х Модель фильтрации суспензии с учетом кольматации и суффозии // ИФЖ. 1992. Т. 63, № 1 С 72-79
. Зубаров А.Ю., Хужаёров Б.Х., К теории релаксационной фильтрации // ИФЖ. 1988. Т. 55. № 3. С. 442-447.
. Хужаёров БХ, Давиденко МА О моделях переноса твердых частиц в пористой среде // «Актуальные проблемы механики контактного взаимодействия»Сбтрреспнаучконф Самарканд, 1997 С 167-169
. Хужаёров БХ, Давиденко МА О модификации модели кольматационно-суффозионной фильтрации // ДАН РУз, 1997. № 5 С 25-28
. Хужаёров Б.Х., Махмудов Ж.М. Математическое моделирование процессов фильтрации суспензии в пористой среде с учетом образования осадок // Труды научной конференции “Проблемы современной математики”, 22-23.04.2011. г.Карши. С.543-547.
. Махмудов Ж.М., Пардаев А.И., Шаимов К.М.Численное решение задачи фильтрации суспензии в пористой среде // Труды научной конференции “Проблемы современной математики”, 22-23.04.2011. г.Карши. С.431-434.
. Самарский А.А. Теория разностных схем. М.: Наука, 1977. - 656 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ
program Concentration;
{$APPTYPE CONSOLE};=1.0{50.0}; Gam=5.0{2.5}; K=1.0{50.0};=0.1{0.2};=80; m0=0.2;=2.5e-6{7.5e-6}; v=1e-4{2e-4}; c00=0.01;=2700;=0.05;=1;massiv=array [0..N] of real;ro,ro0,c,c0:massiv;,bet:array[0..N] of real;,j:integer;:text;Nach_Dan;{Boshlang'ichvachegaraviyshartlar}i:=0 to N do[i]:=0;[i]:=0;;[0]:=c00;;Progonka; {x yo`nalishb`yicha D1 soxada},B,E,F:real;:=tau*D/(h*h)+tau*v/h;:=2*tau*D/(h*h)+tau*v/h+m0;:=tau*D/(h*h);[1]:=0;[1]:=c00;i:=1 to N-1 do:=m0*c0[i]-(ro[i]-ro0[i]);[i+1]:=(F+A*bet[i])/(B-A*alpha[i]);[i+1]:=E/(B-A*alpha[i]);;[N]:=(F+A*bet[N])/(B-A*alpha[N]);i:=N-1 downto 0 do[i]:=alpha[i+1]*c[i+1]+bet[i+1];;Otvet1(k:integer);(out);(out,' ':10,' c t= ',k*tau:4);(out);i:=0 to N do(out,i*h:4:2,' ',c[i]/c00:4:12,' ',1e2*ro[i]:4:12);;Asosiy;:real;_dan;:=0;i:=0 to N do[i]:=ro0[i];[i]:=c0[i];;j:=1 to tmax doi:=0 to N do:=Gam*(1-k*ro0[i])-betta*al*c0[i]*tau*Gam*(1-k*ro0[i])+tau;[i]:=Gam*(1-k*ro0[i])/kk*ro0[i]+tau*betta*c0[i]*Gam*(1-k*ro0[i])/kk;;;i:=0 to N do[i]:=c[i];[i]:=ro[i];;j mod 900=0 then(j);;;(out,'ORG.out');(out);(out,' Г=',Gam:4:2,' K=',k:4:2,' Betta=',Betta:4:2,' Alfa=',al:4:2);(out,' D=',D:4:6,' V=',V:4:6);;(Out);.Concentration;
{$APPTYPE CONSOLE};=1.0 {50.0}; Gam=5.0{2.5}; K=1.0{50.0};=0.1{0.2};=0.1{1.0}; omega=0.1{1.0};
N=80; m0=0.2;=2.5e-6{7.5e-6}; v=1e-4{2e-4}; c00=0.01;=2700;=0.05;=1;=8e-3;massiv=array [0..N] of real;N_p,ro,ro0,c,c0:massiv;,bet:array[0..N] of real;,j:integer;:text;:real;Nach_Dan;{Boshlang'ichvachegaraviyshartlar}i:=0 to N do[i]:=0;[i]:=0;;[0]:=c00;;Progonka; {x yo`nalishb`yicha D1 soxada},B,E,F:real;:=tau*D/(h*h)+tau*v/h;:=2*tau*D/(h*h)+tau*v/h+m0;:=tau*D/(h*h);[1]:=0;[1]:=c00;i:=1 to N-1 do:=m0*c0[i]-(ro[i]-ro0[i]);[i+1]:=(F+A*bet[i])/(B-A*alpha[i]);[i+1]:=E/(B-A*alpha[i]);;[N]:=(F+A*bet[N])/(B-A*alpha[N]);i:=N-1 downto 0 do[i]:=alpha[i+1]*c[i+1]+bet[i+1];;Otvet1(k:integer);(out);(out,' ':10,' c t= ',k*tau:4);(out);i:=0 to N do(out,i*h:4:2,' ',c[i]/c00:4:12,' ',1e2*ro[i]:4:12,' ',N_p[i]:4:12);;Asosiy;:real;_dan;:=0;i:=0 to N do[i]:=ro0[i];[i]:=c0[i];;j:=1 to tmax doi:=0 to N do:=v*sqr(1-m0+ro0[i])/(k0*sqr(m0-ro0[i])*(m0-ro0[i]));:=(1-k*ro0[i])*(1+gamma*Np)-tau*betta*al*c0[i]*(1-k*ro0[i])+(1+omega*Np)/Gam*tau*(1+gamma*Np);[i]:=(1+gamma*Np)*(1-K*ro0[i])/kk*ro0[i]+tau*betta*c0[i]*(1-k*ro0[i])/kk;;;i:=0 to N do[i]:=c[i];[i]:=ro[i];;j mod 900=0 theni:=0 to N do_p[i]:=v*sqr(1-m0+ro0[i])/(k0*sqr(m0-ro0[i])*(m0-ro0[i]));(j);;;;(out,'ORG.out');(out);;(Out);.Concentration;
{$APPTYPE CONSOLE};=1.0{50.0};=0.1{0.2};=0.5{1.0}; a6=1.0{100.0};=5.0{2.5};=80;=0.2;=2.5e-6; v=1e-4;=0.01;=2700;=0.05;=1;=8e-3;=0.1{1.0}; omega=0.1{1.0};=4; pk=0;massiv=array [0..N] of real;W,N_p,p,ro,ro0,c,c0:massiv;,bet:array[0..N] of real;,j:integer;,tez:text;Nach_Dan;{Boshlang'ichvachegaraviyshartlar}i:=0 to N do[i]:=0;[i]:=0;;[0]:=c00;;Progonka1; {x yo`nalishb`yicha D1 soxada},B,E,F,q:real;[1]:=0;[1]:=pn;i:=1 to N-1 do:=(3-m0+ro0[i])/((m0-ro0[i])*(1-m0+ro0[i]))*(ro0[i]-ro0[i-1])/h;:=1+h/2*q;:=2;:=1-h/2*q;:=0;[i+1]:=(F+A*bet[i])/(B-A*alpha[i]);[i+1]:=E/(B-A*alpha[i]);;[N]:=pk;i:=N-1 downto 0 do[i]:=alpha[i+1]*p[i+1]+bet[i+1];;Progonka2; {x yo`nalishb`yicha D1 soxada},B,E,F,v:real;[1]:=0;[1]:=c00;i:=1 to N-1 do:=k0*(m0-ro0[i])*(m0-ro0[i])*(m0-ro0[i])/sqr(1-(m0-ro0[i]))*abs(p[i+1]-p[i])/h;:=tau*D/(h*h)+tau*v/h;:=2*tau*D/(h*h)+tau*v/h+m0;:=tau*D/(h*h);:=m0*c0[i]-(ro[i]-ro0[i]);[i+1]:=(F+A*bet[i])/(B-A*alpha[i]);[i+1]:=E/(B-A*alpha[i]);;[N]:=(F+A*bet[N])/(B-A*alpha[N]);i:=N-1 downto 0 do[i]:=alpha[i+1]*c[i+1]+bet[i+1];;Otvet(k:integer);(tez,k:4,' ',1e3*W[i]:4:12);;Otvet1(k:integer);(out);(out,' ':10,' c t= ',k*tau:4);(out);i:=0 to N do(out,i*h:4:2,' ',c[i]/c00:4:12,' ',1e2*ro[i]:4:12,' ',N_p[i]:4:12,' ',1e3*W[i]:4:12);;Asosiy;kk,Gam1,be:real;_dan;:=0;i:=0 to N do[i]:=ro0[i];[i]:=c0[i];;j:=1 to tmax do;i:=0 to N do_p[i]:=abs(p[i+1]-p[i])/h;:=betta/(1+Gamma*abs(N_p[i]));:=Gam/(1+Omega*abs(N_p[i]));:=(Gam1*(1-K*ro0[i])*(1+a6*betta*c0[i]*tau)+tau)/(Gam1*(1-K*ro0[i]));[i]:=ro0[i]/kk+(tau*betta*a5*c0[i])/kk;;;i:=0 to N do[i]:=c[i];[i]:=ro[i];;j<50 then(j mod 5=0) or (1 mod j=0) then:=35;[i]:=abs(k0*(m0-ro0[i])*(m0-ro0[i])*(m0-ro0[i])/sqr(1-(m0-ro0[i]))*abs(p[i+1]-p[i])/h);(j);;j mod 50=0 then:=35;[i]:=abs(k0*(m0-ro0[i])*(m0-ro0[i])*(m0-ro0[i])/sqr(1-(m0-ro0[i]))*abs(p[i+1]-p[i])/h);(j);;j mod 900=0 theni:=0 to N do[i]:=N_p[i]*k0*(sqr(m0-ro0[i])*(m0-ro0[i]))/sqr(1-m0+ro0[i]);(j);;;;(out,'ORG.out');(tez,'ORG.tez');(out);(tez);(out,' Г=',Gam:4:2,' K=',k:4:2,' Betta=',Betta:4:2);(out,' D=',D:4:8);;(Out);(tez);.
Похожие материалы:
Диссертация: Численное решение задач адсорбционного переноса вещества в пористых средах